Bioraspoloživost kurkumina – ključna karakteristika za učinkovitost

    5 MIN      ALMAGEA      09.01.2024

Kurkuma (lat. Curcuma longa) je začin koji se dobiva iz podzemnog stabla (rizoma) istoimene biljke karakteristične za područje Indije i jugoistočne Azije. Karakterističnu žutu boju kurkuma duguje polifenolu kurkuminu, biološki aktivnom polifenolu iz skupine kurkuminoida kojem se pripisuje snažno protuupalno i antioksidativno djelovanje.

Kurkumin (diferuloilmetan), aktivni je biološki spoj porijeklom iz kurkume, koji posljednjih godina privlači pažnju znanstvene zajednice i opće populacije zbog brojnih povoljnih učinaka na zdravlje.

Posjeduje široki spektar bioloških učinaka: 

      • protuupalno
      • antioksidacijsko
      • antikarcinogeno
      • antimutageno
      • antikoagulantno
      • antibakterijsko, antimikotičko, antivirusno
      • hipotenzivno i hipokolesterolemičko djelovanje

    Nadalje, može biti koristi kod:

        • neplodnosti
        • gastrointestinalnih bolesti
        • dijabetesa
        • metaboličkog sindroma
        • neurodegenerativih  bolesti
        • dermatoloških bolesti (spektar indikacija detaljno je prikazan na slici 1).

      Fiziološki se iznimno dobro tolerira, ima zanemarivu sistemnu toksičnost čak i nakon visokih oralno unesenih doza (do 12 g). Međutim, svi ti pozitivni učinci teško dolaze do izražaja primjenom uobičajenih oblika i ekstrakata kurkume zbog vrlo slabe topljivosti u vodi i limitirane bioraspoloživosti (1). Stoga se tijekom proteklih desetljeća više skupina znanstvenika kontinuirano bavi razvojem novih bioraspoloživih oblika kurkumina, a među njima se posebno ističe njemačka skupina predvođena prof. Janom Frankom sa Sveučilišta u Hohenheimu s Instituta za biološku kemiju i znanost o prehrani.

      Njegov višegodišnji rad na projektu izučavanja specifičnih karakteristika kurkumina rezultirao je spoznajama o superiornosti visoko bioraspoloživog oblika solubilizata kurkumina u micelama. Takav oblik ima 185x veću bioraspoloživost u odnosu na nativni oblik (2), a radi se o zaštićenoj i patentiranoj supstanci NovaSOL®.

        Slika 1. Spektar indikacija, izvor Agarwal BB i sur. (3)

      Problem bioraspoloživosti

      Kurkumin se ističe kao jedan od najsvestranijih prirodnih sastojaka s raznolikim biološki blagotvornim učincima i farmakološkim djelovanjem. Ipak, nativni oblik je slabo topiv u vodi, nestabilan pri kiselom pH koji je karakterističan za želudac te se vrlo brzo metabolizira u jetri i izlučuje fecesom zbog čega je bioraspoloživost nativnog kurkumina prilično niska.

      Budući da slaba biorasploživost limitira terapijsku korist kurkumina provedeni su brojni pokušaji kako bi se povećala apsorpcija sastojka. Neki od tih pristupa su kombiniranje kurkumina s drugim tvarima zbog povećanja bioraspoloživosti, primjerice s piperinom (alkaloidom iz crnog papra) te sastojcima kurkume koji ne pripadaju skupini kurkuminoida, što je rezultiralo izvjesnim povećanjem bioraspoloživosti.

      Ipak, najveći doprinos bioraspoloživosti kurkumina osigurala je primjena novih tehnologija jer donosi nove, visokoiskoristive oblike kurkumina, a jedan od najnovijih i najučinkovitijih oblika je solubilizat kurkumina u micelama. Na taj način omogućuje se da kurkumin koji je inače netopiv u vodi, postane topiv u vodi.

      Superiorna bioraspoloživost kurkumina u micelama (NovaSOL® Curcumin) dokazana je studijom u kojoj je sudjelovalo 23 ispitanika koji  su nasumičnim redom uzeli jednokratnu dozu  od 500 mg kurkuminoda u obliku nativnog kurkumina, mikroniziranog praha kurkumina ili  solubilizata kurkumina u micelama  (NovaSOL® Curcumin). Upravo je oblik solubilizata kurkumina u micelama pokazao superiornu bioraspoloživost u odnosu na ostale oblike kurkumina, odnosno imao je  185 puta veću raspoloživost od nativnog kurkumina (Slika 1.). NovaSOL® Curcumin sadržavao je standardiziranu količinu kurkuminoida (83 % kurkumina, 15 % demetoksikurkumina (DMC) i 2 % bisdemetoksikurkumina (BDMC)), a upravo su ti kurkuminoidi i izmjereni u plazmi zdravih dobrovoljaca, što dodatno potkrjepljuje poboljšanu apsorpciju. Nadalje, studija je pokazala kako nije bilo negativnog učinka na funkciju jetre i bubrega (2).

      NovaSOL® Curcumin predstavlja standard za bioraspoloživi kurkumin te su potrebne relativno male doze za postizanje blagotvornog učinka.  Primjerice, jedna likvidna kapsula, zbog 185 puta veće bioraspoloživosti micelarnog oblika kurkumina, odgovara primjeni 5800 miligrama nativnog kurkumina.
      Slika 2. Usporedba bioraspoloživosti različitih formulacija kurkumina s nativnim kurkuminom

      Solubilizacija i micele – rješenje za superiornu bioraspoloživost kurkumina

      Solubilizacija je pojava kojom se inače netopive tvari mogu otopiti u micelarnoj otopini tenzida u vodi. Micele su čestice koje se u vodenim otopinama ponašaju na način da se hidrofilni krajevi usmjeravaju prema površini micele, dok se hidrofobni krajevi usmjeravaju prema središtu. Na taj se način osigurava da komponenta koja je inače netopiva, poput kurkumina, postane topiva u vodi.

      Kako bi se dobio kristalno bistri solubilizat kurkumina, bitna je primjena tenzida – tvari koja smanjuje površinsku napetost, a kao pogodna i učinkovita supstanca koristi se sol oleinske kiseline (polisorbat). Na taj način kurkumin je potpuno nemodificiran, nepromijenjene izvorne strukture, a istodobno značajno promijenjene raspoloživosti za tijelo.

       Slika 3: Micela (NovaSol® Curcumin)
      Karakteristike micela:
          • 185x veća bioraspoloživost kurkumina u odnosu na nativni oblik
          • 100% topljive u vodi
          • imaju promjer od prosječno 30 nm
          • termički, mehanički i pH stabilne

        Kontinuirani znanstveni rad na istraživanju bioraspoloživosti

        Skupina znanstvenika predvođena prof. Janom Frankom tijekom posljednjih je nekoliko godina objavila više znanstvenih studija u kojima se istraživala bioraspoloživost micelarnog oblika kurkumina, najčešće na stanicama karcinoma. U nastavku je kratki pregled najnovijih istraživanja:

            • Transepitelni transport kurkumina u stanice karcinoma kolona (Caco-2)
              U istraživanju je uspoređivana dostupnost nativnog kurkumina u usporedbi s kurkuminom u micelama na modelu stanica karcinoma kolona. Utvrđena je značajno bolja raspoloživost micelarnog kurkumina u odnosu na nativni oblik. Nakon 180 minuta, na bazolateralnoj strani bilo je 9,5 puta više kurkumina nakon primjene kurkumina u micelama u odnosu na nativni oblik (4).
              • Primjena kurkumina kod pedijatrijskih epitelnih karcinoma jetre  
                U ovoj studiji kurkumin u micelama istraživan je in vitro i in vivo. Značajne koncentracije kurkuminoida pronađene su u krvi, lizatima organa i tumorskom tkivu. Ujedno, znanstvenici su  zaključili kako kurkumin u micelama u kombinaciji s cisplatinom može biti obećavajuća terapija kod pedijatrijskog hepatocelularnog karcinoma (5).
                • Oralno primijenjeni kurkuminoidi kod pacijenata s glioblastomom
                  Istraživanje je provedeno na 13 pacijenata s glioblastomom koji su uzimali 70 mg kurkumina u micelama prije neurokirurškog zahvata. Nakon zahvata, u tumorskom tkivu detektirana je visoka koncentracija kurkumina, a prosječna serumska koncentracija iznosila je 253 ng/mL (6).
                  • Kurkumin u micelama i utjecaj na mitohondrijsku funkciju PC12 neuronskih stanica mozga
                    Primjena kurkumina u micelama ukazala je na potencijal prevencije mitohondrijske disfunkcije  kod starenja mozga i neurodegeneracije na modelu laboratorijskih životinja (7).

                Autor: doc.dr.sc. Darija Vranešić Bender, klinički nutricionist

                Literatura:

                1. Hani U, Shivakumar HG. Solubility enhancement and delivery systems of curcumin a herbal medicine: a review. Curr Drug Deliv. 2014;11(6):792-804.

                2. Schiborr C, Kocher A, Behnam D, Jandasek J, Toelstede S, Frank J. The oral bioavailability of curcumin from micronized powder and liquid micelles is significantly increased in healthy humans and differs between sexes. Mol Nutr Food Res. 2014;58(3):516-27.

                3. Aggarwal BB, HarikumarKB Potential Therapeutic Effects of Curcumin, the Anti-inflammatory Agent, Against Neurodegenerative, Cardiovascular, Pulmonary, Metabolic, Autoimmune and Neoplastic Diseases.Int J Biochem Cell Biol. 2009 ; 41(1): 40–59.

                4. Frank J, Schiborr C, Kocher A, Meins J, Behnam D, Schubert-Zsilavecz M,, Abdel-Tawab M. Transepithelial Transport of Curcumin in Caco-2 Cells Is significantly Enhanced by Micellar Solubilisation. Plant Foods Hum Nutr. 2016 Nov 29.

                5. Bortel N, Armeanu-Ebinger S, Schmid E, Kirchner B, Frank J, Kocher A, Schiborr C, Warmann S, Fuchs J, Ellerkamp V.Effects of curcumin in pediatric epithelial liver tumors: inhibition of tumor growth and alpha-fetoprotein in vitro and in vivo involving the NFkappaB- and the beta-catenin pathways.Oncotarget. 2015 1;6(38):40680-91.

                6. Dützmann S, Schiborr C, Kocher A, Pilatus U, Hattingen E, Weissenberger J, Geßler F, Quick-Weller J, Franz K, Seifert V, Frank J, Senft C. Intratumoral Concentrations and Effects of Orally Administered Micellar Curcuminoids in Glioblastoma Patients. Nutr Cancer. 2016;68(6):943-8.

                7.Hagl S, Kocher A, Schiborr C, Kolesova N, Frank J, Eckert GP. Curcumin micelles improve mitochondrial function in neuronal PC12 cells and brains of NMRI mice – Impact on bioavailability.Neurochem Int. 2015;89:234-42.

                Istaknuti proizvodi

                Istaknuti proizvodi

                Održavanje obrambene otpornosti organizma snagom kurkumina i vitamina D.

                20.97